隨著工業(yè)的發(fā)展和冶煉技術(shù)的不斷進步,金屬材料被廣泛的應用在各行各業(yè)當中,這就對金屬板材行業(yè)要求越來越嚴格,其中金屬厚度的精確值為一個重要的指標。在無損檢測領(lǐng)域,金屬板材厚度的測量方法層出不窮,電磁超聲技術(shù)作為一項新的無損檢測技術(shù)越來越受到人們的關(guān)注。與傳統(tǒng)的壓電超聲技術(shù)相比,EMAT技術(shù)具有無需添加耦合劑、非接觸式測量、適于高溫檢測等優(yōu)點,由于其非接觸式測量的優(yōu)點,電磁超聲可以對腐蝕減薄的金屬板和表面具有涂覆層的金屬進行厚度的在線檢測。本文從電磁超聲的原理出發(fā),闡述了電磁超聲波激發(fā)的基本機理,從電磁學方面推導了換能器的數(shù)學公式,根據(jù)電磁超聲的激發(fā)特點和本身的一些特性,設(shè)計和優(yōu)化了硬件接收電路以及軟件去噪及提取算法。在此理論和實踐的基礎(chǔ)上,設(shè)計了快速精確測量的電磁超聲測厚系統(tǒng),該系統(tǒng)包括高壓模塊、換能器驅(qū)動模塊、超聲接收模塊和CPU數(shù)據(jù)處理和傳輸模塊。分別在標準鋼塊上進行實驗研究,高壓電源輸出電壓范圍0到300V和-300V到0,能夠給驅(qū)動電路提供足夠的能量對換能器進行很大程度的觸發(fā);換能器的觸發(fā)采用高壓脈沖激勵的方式,驅(qū)動電路中的MOSFET采用變壓器耦合驅(qū)動方式,實現(xiàn)了前級和后端隔離...

【文章頁數(shù)】：88 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題研究的背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.3 本文主要內(nèi)容及章節(jié)安排
        1.3.1 本文主要內(nèi)容
        1.3.2 本文章節(jié)安排
第2章 電磁超聲檢測原理及換能器的結(jié)構(gòu)
    2.1 電磁超聲檢測基本原理
        2.1.1 電磁超聲在非鐵磁材料中的換能機理
        2.1.2 電磁超聲在鐵磁材料中的換能機理
    2.2 電磁超聲厚度測量原理
        2.2.1 電磁超聲橫波測量機理
        2.2.2 電磁超聲縱波測量機理
        2.2.3 超聲波在固體中的傳播
        2.2.4 回波時間間隔的計算
    2.3 電磁超聲換能器的結(jié)構(gòu)
        2.3.1 偏置磁場
        2.3.2 激勵線圈
    2.4 本章小結(jié)
第3章 系統(tǒng)硬件設(shè)計
    3.1 系統(tǒng)硬件總體概述
    3.2 電磁超聲激勵模塊
        3.2.1 信號發(fā)生器
        3.2.2 開關(guān)驅(qū)動電路
        3.2.3 高壓電源
        3.2.4 系統(tǒng)低壓電源
        3.2.5 阻抗匹配電路
    3.3 電磁超聲信號接收處理電路
        3.3.1 鉗位電路
        3.3.2 射級跟隨器電路
        3.3.3 濾波電路
        3.3.4 可變增益放大器
    3.4 主控電路模塊
        3.4.1 主控芯片外圍電路設(shè)計
        3.4.2 網(wǎng)絡(luò)接口電路設(shè)計及DP83848芯片介紹
        3.4.3 與FPGA通信協(xié)議設(shè)計
    3.5 AD采集電路模塊
        3.5.1 AD9244電路圖設(shè)計
        3.5.2 RAM存儲芯片IS61LV51216電路設(shè)計
    3.6 本章小結(jié)
第4章 系統(tǒng)軟件設(shè)計
    4.1 系統(tǒng)軟件流程圖
    4.2 激勵信號驅(qū)動設(shè)計
    4.3 數(shù)據(jù)采集及外置RAM驅(qū)動設(shè)計
    4.4 數(shù)據(jù)傳輸模塊設(shè)計
    4.5 回波信號處理算法
        4.5.1 平均濾波算法
        4.5.2 包絡(luò)提取算法
    4.6 本章小結(jié)
第5章 系統(tǒng)整體測試及結(jié)果分析
    5.1 測量系統(tǒng)整體概況
    5.2 系統(tǒng)各電路模塊測試
        5.2.1 換能器驅(qū)動電路測試
        5.2.2 高壓電源測試
        5.2.3 接收電路測試
        5.2.4 通信模塊測試
    5.3 系統(tǒng)實驗數(shù)據(jù)標定
    5.4 測量系統(tǒng)的性能指標分析
    5.5 系統(tǒng)噪聲種類和抑制方法
        5.5.1 電源噪聲
        5.5.2 PCB板噪聲
    5.6 誤差分析
        5.6.1 系統(tǒng)誤差
        5.6.2 隨機誤差
    5.7 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
致謝



本文編號：3754040